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關(guān)鍵詞： 聲學(xué)造影劑 二次諧波成像 肝癌 血管 超聲
摘要：目的：探討微氣泡型聲學(xué)造影劑及二次諧波成像在肝癌中的應(yīng)用特點(diǎn)。方法：22例肝癌病人經(jīng)外周靜脈注射造影劑前后(劑量0.5～1.0 ml)行基波成像、彩色多普勒成像及二次諧波成像檢查。二次諧波成像用1.7/3.4 MHz(ATL-HDI 5000)或1.8/3.6 MHz(HP5500)。結(jié)果：肝動(dòng)脈期肝臟多數(shù)無(wú)明顯增強(qiáng)，少數(shù)病灶內(nèi)出現(xiàn)斑點(diǎn)狀回聲增強(qiáng)，門(mén)靜脈增強(qiáng)后肝組織才明顯增強(qiáng)，但腫瘤組織增強(qiáng)不明顯。增強(qiáng)后有利于低回聲病灶的顯示而對(duì)高回聲病灶或中高混雜回聲病灶顯示無(wú)益。增強(qiáng)后可顯示更多的瘤血管。彩色多普勒成像增強(qiáng)程度不及二次諧波成像，但結(jié)果相似。結(jié)論：微氣泡型聲學(xué)造影劑主要反映肝組織總體供血量的變化，相對(duì)于正常肝組織來(lái)說(shuō)肝癌總是少血管的。造影劑及諧波成像可以改善血管的顯示，諧波成像的組織定征能力有待進(jìn)一步研究。
The initial study of sonographic contrast agent and second harmonic imaging on HCC
Abstract:Purpose: This study is to evaluate microbubble based ultrasonic contrast agent and harmonic imaging on liver tumor.Methods:Before and after media (Dose was from 0.5 to 1.0 ml) were injected into peripheral veins of 22 ptients with hepatocellulor carcinoma (HCC), fundamental imaging、 color Doppler imaging and second harmonic imaging were performed.Second harmonic imaging were performed with ATL-HDI 5000 (1.7/3.4 MHz) or HP5500 (1.8/3.6 MHz). Some cases were just deteced in color Doppler sonography with Logiq500 or AU4(3.5 MHz) after media were injected. Results:Except some spot enhancement on the lesions of five cases,there were little enhancement could be noticed on liver at arterial phase.However,after portal veins were enhanced obviously,the parenchyma of livers were enhanced considerable but not of the tumors.Hypoechoic masses were well detected after administration of contrast agents.Hyperechoic masses and isohyperechoic masses were poorly detected.The media and harmonic imaging increased the echointensity of normal and tumor vessels in liver lesions,there were more vessels could be showed as well. Conclusion:Microbubble based agent is mainly to reflect the blood perfusion of liver in generally. HCC is always hypovascular in relation to the normal liver.Microbubble based agent and harmonic imaging improve the visualization of vessels.It is needed further study to show the tissue characteristics by harmonic imaging.
Key words:contrast agent; second harmonic imaging; liver tumor; blood vessel; ultrasound
近來(lái)經(jīng)外周靜脈注射用聲學(xué)造影劑的研制取得較大進(jìn)展，但該類造影劑在肝癌中的應(yīng)用還較少［1］。二次諧波成像是超聲技術(shù)的最新發(fā)展之一，它是利用聲波在傳播過(guò)程中部分能量轉(zhuǎn)化為高次諧波的特性，進(jìn)行非線性參量的計(jì)算機(jī)模擬成像［2］。我們用經(jīng)外周靜脈注射聲學(xué)造影劑并行二次諧波成像，探討它們?cè)诟伟┲械膽?yīng)用價(jià)值。
1 資料和方法
1.1 研究對(duì)象：22例1997年11月至1999年2月在我院肝膽外科和消化內(nèi)科住院的肝癌病人，均為男性，年齡35～75歲，平均(44.6±13.2)歲。14例經(jīng)手術(shù)和病理證實(shí)，8例經(jīng)影像學(xué)檢查和AFP等檢查確診。
1.2 聲學(xué)造影劑：我院藥學(xué)部提供。9例用聲振型聲學(xué)造影劑，該造影劑系用5%白蛋白溶液經(jīng)XL2020型聲振儀聲振處理60秒，制成微氣泡在(4.2±2.4) μm，濃度大于108/ml的造影劑。另13例用“全氟顯”聲學(xué)造影劑，這是一種含氟丙烷白蛋白的凍干品，臨用前用生理鹽水3 ml稀釋并兩手搓動(dòng)制成，微氣泡大小和濃度與聲振型相似。每例均經(jīng)前臂淺靜脈注入造影劑0.5～1.0 ml，可重復(fù)注射，少量生理鹽水在注射造影劑后沖管，以利造影劑盡快進(jìn)入循環(huán)。
1.3 超聲儀器及成像方法：先后采用ATL公司提供的HDI5000樣機(jī)和Hewlett Packard公司提供的HP5500樣機(jī)及我院購(gòu)買(mǎi)的HP5500超聲儀檢查，部分病例用GE公司的Logiq500或Esaotebiomedica公司的AU4超聲儀檢查。HDI5000和HP5500均具備基波成像和二次諧波成像等多種功能�；ǔ上駷�3.5 MHz或4.0 MHz。HDI5000二次諧波成像的頻率是1.7/3.4 MHz，HP5500二次諧波成像的頻率是1.8/3.6 MHz。造影劑使用前行基波成像并定位，后改用二次諧波并注射造影劑。用錄像帶或光盤(pán)保存圖像，回放以分析。Logiq500和AU4型超聲儀成像頻率是3.5 MHz，行基波成像和增強(qiáng)后的彩色多普勒成像。
2 結(jié)果
2.1 增強(qiáng)前基波成像：結(jié)節(jié)型肝癌8例，6例為低回聲病灶，右后葉的1例，大小約3.4 cm×2.7 cm，界尚清，但與周?chē)８谓M織回聲對(duì)比不甚強(qiáng)，余邊界清晰，顯示清楚；另2例呈稍高回聲結(jié)節(jié)，界清。巨塊型肝癌8例，腫塊大小6.1～12.6 cm，6例為高回聲界清包塊；1例位于左半肝病灶，內(nèi)部回聲不均，以中高回聲混雜為主，伴散在分布的類圓形低回聲暗區(qū)；1例為低回聲界清包塊，大小約8.0 cm×7.3 cm。6例彌漫型肝癌，呈中高混合回聲，邊界不清，其間可見(jiàn)條索狀低回聲血管樣結(jié)構(gòu)。
2.2 增強(qiáng)后彩色多普勒成像及二次諧波成像：注射造影劑后，在門(mén)靜脈主干及主要分支增強(qiáng)前，大部分病例肝內(nèi)看不到明顯增強(qiáng)回聲，只有3例巨塊型肝癌和2例彌漫型肝癌可注意到病灶有點(diǎn)狀增強(qiáng)。當(dāng)門(mén)靜脈主干及主要分支增強(qiáng)后，正常肝組織才明顯增強(qiáng)，但病灶增強(qiáng)不明顯。
結(jié)節(jié)型病灶內(nèi)部多無(wú)明顯增強(qiáng)表現(xiàn)，1例“延遲掃描”(再經(jīng)10秒)時(shí)出現(xiàn)斑片狀回聲增強(qiáng)。多數(shù)低回聲病灶基波成像已顯示清楚，二次諧波灰階成像依然清晰，位于右后葉病灶，基波成像與周?chē)８谓M織回聲對(duì)比不甚強(qiáng)，二次諧波成像因周邊肝組織回聲增強(qiáng)，顯示更清楚，并可見(jiàn)周邊環(huán)繞血管。2例稍高回聲結(jié)節(jié)，增強(qiáng)后周?chē)８谓M織回聲增強(qiáng)，與病灶間回聲對(duì)比減弱。
8例巨塊型肝癌，6例造影前呈高回聲界清病灶，注射造影劑后成像周?chē)８谓M織回聲增強(qiáng)，與病灶間回聲對(duì)比減弱，以及病灶內(nèi)部和周邊出現(xiàn)條索狀、斑片狀增強(qiáng)回聲，病灶顯示不如造影前清晰，出現(xiàn)“腫瘤消失現(xiàn)象”，其中1例增強(qiáng)早期出現(xiàn)腫瘤消失現(xiàn)象，再經(jīng)數(shù)秒后周?chē)８谓M織增強(qiáng)效應(yīng)減退，但病灶仍殘留增強(qiáng)回聲。1例混合回聲界不清病灶，增強(qiáng)后仍呈混合回聲，類圓形低回聲區(qū)亦無(wú)變化，術(shù)后證實(shí)有壞死液化灶。1例低回聲界清病灶，注射造影劑后(僅行基波成像)病灶無(wú)明顯增強(qiáng)，周邊正常肝組織回聲增強(qiáng)，對(duì)比增加。
6例彌漫型肝癌，注射造影劑后(1例僅行基波成像)仍呈混合回聲，界仍不清，病灶內(nèi)可見(jiàn)條狀、片狀增強(qiáng)。
應(yīng)用logiq500和AU4行彩色多普勒成像者增強(qiáng)程度不如二次諧波成像，但結(jié)果相似。
可見(jiàn)，肝癌組織中應(yīng)用聲學(xué)造影劑增強(qiáng)后對(duì)低回聲型病灶顯示有幫助，對(duì)高回聲或中高混合回聲型病灶顯示無(wú)益。應(yīng)用造影劑早期僅少數(shù)病灶可注意到出現(xiàn)點(diǎn)狀增強(qiáng)，多數(shù)病例是在門(mén)靜脈增強(qiáng)后肝實(shí)質(zhì)明顯增強(qiáng)，而病灶增強(qiáng)不明顯。有些病灶增強(qiáng)回聲滯留時(shí)間長(zhǎng)于正常組織。
3 討論
超聲診斷是基于聲波通過(guò)不同聲學(xué)性能的二種介質(zhì)時(shí)發(fā)生反射或 散射的特性進(jìn)行的，當(dāng)兩種組織的聲阻抗較接近時(shí)就很難從顯示的圖像中區(qū)分它們，因此，普通超聲反映肝內(nèi)腫瘤血流動(dòng)態(tài)變化和組織特征有較大困難，人們?cè)噲D用與人體組織的聲學(xué)特性有較大差異的造影劑增加血流信息［2］。實(shí)用的聲學(xué)造影劑是自由的或包被的微氣泡型造影劑［3］，液體中的微氣泡有較大的散射能力而能增加造影效果。
我們所用的造影劑就屬蛋白質(zhì)包被的微氣泡型造影劑。與CT或MRI造影劑不同，微氣泡造影劑只停留在血管床內(nèi)直至被破壞或吞噬。因此，它只增強(qiáng)流動(dòng)血管的回聲［4］。注射造影劑后組織回聲增強(qiáng)程度的差異只反映流經(jīng)該組織微氣泡含量的多寡，亦即組織供血量的差異。因此，該類造影劑在心肌聲學(xué)造影中反映心肌缺血性疾病有較大價(jià)值［3，5，6］。
二次諧波成像是一種基于非線性參量B/A的成像，B/A是狀態(tài)方程泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)式中二階項(xiàng)系數(shù)與線性系數(shù)之比，是非線性聲學(xué)中的基本參量，它決定了超聲波通過(guò)介質(zhì)時(shí)產(chǎn)生的非線性效應(yīng)的大小。血液中微氣泡的尺寸與入射聲波的頻率相似時(shí)會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象，這種共振作用可以大幅度地增加散射強(qiáng)度，氣泡共振的非線性導(dǎo)致了樣品非線性參量B/A的急劇增加，微氣泡造影劑的作用明顯增強(qiáng)［2］。
肝臟的血液供應(yīng)有其特點(diǎn)，除了接受肝動(dòng)脈供血外，還接受門(mén)靜脈供血，而且門(mén)靜脈供血是正常肝實(shí)質(zhì)供血量的2/3以上。理論上，經(jīng)外周靜脈注射聲學(xué)造影劑后，造影劑先經(jīng)肝動(dòng)脈向肝內(nèi)分布，隨后門(mén)靜脈內(nèi)出現(xiàn)造影劑，再次向肝內(nèi)分布，其后肝內(nèi)組織的增強(qiáng)效應(yīng)是肝動(dòng)脈與門(mén)靜脈增強(qiáng)的綜合效應(yīng)，反映的是總體供血量的變化。
實(shí)際應(yīng)用中，Kono［7］報(bào)道可以區(qū)分動(dòng)脈期與門(mén)靜脈期，而且腫瘤增強(qiáng)的出現(xiàn)與消失均早于正常肝實(shí)質(zhì)。我們僅觀察到少數(shù)病例在門(mén)靜脈出現(xiàn)明顯增強(qiáng)前，肝內(nèi)有點(diǎn)狀回聲增強(qiáng)，而待門(mén)靜脈出現(xiàn)增強(qiáng)后，肝內(nèi)組織才出現(xiàn)明顯增強(qiáng)回聲，增強(qiáng)程度亦以正常肝實(shí)質(zhì)為主。此結(jié)果與Schneider［8］觀察結(jié)果相似。說(shuō)明肝癌總體供血量少于正常肝實(shí)質(zhì)。此結(jié)果亦支持Wang［9］的觀點(diǎn)，肝癌無(wú)論大小都是少血管的。雖然肝癌在肝動(dòng)脈血管造影時(shí)，與周?chē)８螌?shí)質(zhì)相比有多血管與少血管之說(shuō)，但正常肝實(shí)質(zhì)的2/3血供來(lái)自門(mén)靜脈系統(tǒng)，綜合而言，肝癌總是少血管的。
由于經(jīng)外周靜脈注射聲學(xué)造影劑反映更多的是肝內(nèi)組織總體供血量的變化，所以正常肝實(shí)質(zhì)增強(qiáng)效果明顯強(qiáng)于腫瘤組織，這有利于低回聲病灶的顯示。但為何有些病例病灶內(nèi)增強(qiáng)回聲滯留時(shí)間長(zhǎng)于正常肝實(shí)質(zhì)，有待進(jìn)一步研究。經(jīng)外周靜脈注射聲學(xué)造影劑能否區(qū)分動(dòng)脈期與門(mén)靜脈期也有待調(diào)整造影劑用量基礎(chǔ)上進(jìn)一步觀察。
體外聲學(xué)實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)不同組織的非性線參量有明顯的差異和變化，而線性參量的變化較小，非線性參量有可能成為鑒別生物組織特征的新參量［2］。但本研究以肝癌為主，二次諧波成像鑒別生物組織特征的能力有待進(jìn)一步研究。
總之，經(jīng)外周靜脈注射微氣泡型聲學(xué)造影劑及其二次諧波成像反映的主要是肝臟總體供血量的變化，它在反映肝內(nèi)占位病變的血液供應(yīng)狀況有一定價(jià)值。
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